程控滤波器设计报告.docx
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程控滤波器设计报告.docx
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程控滤波器设计报告
综合课程设计报告
—程控滤波器
指导老师:
林旭班级:
信通4班姓名:
朱明贵
学号:
111100443司组:
刘奕
学号:
111100423
1、设计题目
程控滤波器
2、设计简介
(1)、任务
设计并制作程控滤波器,其组成如图所示。
放大器增益可设置;
低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设置。
图1程控滤波器组成框图
(2)、要求
1).基本要求
①放大器输入正弦信号电压振幅为10mV电压增益为40dB,增益
10dB步进可调,通频带为100Hz〜40kHz,放大器输出电压无明显
失真。
波器的总电压增益不大于30dB,RL=1k。
10kHz范围内可调,调节的频率步进为2kHz,0.5fc处放大器与
滤波器的总电压增益不大于30dB,RL=1k。
④电压增益与截止频率的误差均不大于10%
⑤有设置参数显示功能。
2.发挥部分
放大器电压增益为60dB,输入信号电压振幅为10mV增益10dB步进可调,电压增益误差不大于5%
3、方案论述
(1)放大器方案论证与比较
方案一:
采用模拟开关和通用放大器实现。
放大器采用反向比例放大的接法进行多级级联,通过用单片机
控制模拟开关切换不同的反馈电阻,从而达到放大倍数步进可调的要求。
此方案电路结构比较简单,但电路原件数目庞大,控制复杂。
方案二:
采用可控增益放大器实现。
用两块放大倍数为-10dB~30dB的可控增益放大器AD603级联的方式实现-20dB~60dB增益步进可调。
满足基本部分和发挥部分要求,电路简单,易于控制,故选此方案。
(2)滤波方案论证与比较
方案一:
采用基于FPGA勺数字滤波器实现
采用“A/D转换->FPGA/MCU处理->D/A”转换的方法进行数字滤波处理。
数字滤波器具有灵活性好,精度高,截止特性好等优点。
但是运算量大,需要大量处理器资源编程复杂。
方案二:
采用MAX262^编程滤波器实现
MAX262是可编程通用开关电容滤波集成电路,通过MCI编程
控制高通、低通、带通、带阻的工作模式及中心频率和品质因数。
此方法电路结构简单,但程序控制稍显复杂。
方案三:
采用LTC1068时钟控制滤波器实现
LTC1068时钟可控多功能滤波器,可以用Linear公司提供的FilterCAD软件进行电路设计,可以得到高通、低通、带通、带阻不同工作模式,可以设计滤波器为巴特沃斯、契比雪夫、椭圆和自定义滤波器模型。
由于设计电路方法简单,控制简单,故选此设计方案。
(3)MCU空制方案论证与比较
方案一:
采用STC89C5係列单片机实现
51系列单片机开发环境成熟,且易于上手。
但是因为滤波信号要求精度比较高,51难以实现。
方案二:
采用STM32系列单片机实现
STM32同样具有成熟的开发环境,虽然相对51系列难度有所增加,但是STM32具有高精度,内置高速ADDA转换,驱动TFT显示屏等功能。
故选择此方案。
4、系统设计
系统级模块组成框图
其中我主要是做设计,包括整体的系统构造思路、分模块的软硬件设计;队友主要是辅助,包括查找资料,帮忙查找电路错误。
5、模块设计」
(1)放大器部分
OP37a和b
放大器部分主要由可变增益放大器AD603通用放大器OP07和宽带低失真放大器OPA642组成。
其电路原理图如图所示
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R1
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VCC
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TL431ACD
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AD603放大部分电路图
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